2022年光伏行业TOPCon专题报告.docx
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1、2022年光伏行业TOPCon专题报告1、TOPCOn电池:新一代电池片主流技术,迎产业化新机遇TOPCon即隧穿氧化层钝化接触电池(TUnne1.OxidePassivatedContact):由德国Frauhofer太阳能研究所于2013年首次提出。主流TOPCon电池采用N型硅片,首先在电池背面制备一层1-2nn的超薄氧化层,随后在氧化层上沉积一层多晶硅层,之后经过退火结晶加强钝化效果。原理:TOPCOn电池核心结构由电池背面的超薄氧化硅层和重掺杂多晶硅层组成,二者共同形成钝化接触结构。超薄氧化层使多子电子隧穿进入多晶硅层的同时,可阻挡少子的空穴复合,进而使电子在多晶硅层横向传输被金属收
2、集,极大降低了金属接触复合电流,提升了电池的开路电压和短路电流,从而提升了电池效率。1.1.核心优势:效率高、投资性价比高、发电性能优异TOPCon具有转换效率高、与现有PERC产线可兼容、电池参数性能优异等优势,当前PERC提效面临瓶颈、HJT投资回报周期/成本下降仍需时间优化的背景,TOPCon是当下最具有发展空间的光伏电池技术之一。优点一:光电转换效率高,提效潜力大1)PERC电池转换效率已接近理论极限,提效空间有限。当前PERC电池平均量产效率为23.2%,理论转换效率极限为24.5%,量产效率已逼近其效率的理论极限,导致PERC电池效率很难再有大幅度提升。2)TOPCon电池提效潜力
3、巨大。TOPCon电池目前量产效率在24.5%-25%左右,实验室效率最高达到26.1%(由晶科能源于2022年实现)。据权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测算,TOPCon理论极限效率为28.7%,高于HJT的理论极限效率27.5%,未来量产效率仍然有很大提升空间。3)TOPCon电池提效路径清晰。目前TOPCon量产效率与28.7%的理论极限效率相比仍有很大的优化空间,提效路径更为清晰明确。光伏电池提效方法主要有光学性能提升(如栅线变细、材料吸光性能优化)和电学性能改善(如钝化提升)两大类方法,以晶科能源为例,其效率优化路径以金属栅线宽度优化、金属复合提升、背面吸光优化、钝化优
4、化、金属接触优化、硅片品质提升等几方面为主。优点二:ToPCon可基于PERC产线进行升级,单GW设备投资额低于HJTTOPCon与PERC产线具有兼容性,可基于PERC产线进行改造升级。相比PERC增加或替换的主要设备为硼扩散、用于隧穿氧化层及多晶硅层制备的设备(1.PCVD.PECVD),其余环节基本与PERC产线兼容。目前新建PERC产线的设备投资额为1.2T.5亿元/GW,新建TOPCon产线设备投资额为1.8-2.3亿元/GW,新建HJT产线设备投资额为4亿元/GW。从PERC升级至TOPCon则设备投资额为0.6-0.8亿元/GW,能有效降低设备投资成本。优点三:TOPCON电池参
5、数性能优异,可提升全周期发电量1)高双面率:TOPCon双面率可达80%+,PERC为70%左右。大基地项目由于地域辽阔,地面反射率较高(通常可达30%),因此在大基地项目中使用具备高双面率的N型组件发电增益更为明显。根据晶科能源计算,在标准工况及平均地面反射率条件下,传统PERC组件因双面率带来的发电增益约为9.45%,而N型组件因双面率带来的发电增益约为11.48%02)低衰减率:N型电池硅片基底掺磷,无硼-氧对形成复合中心对电子捕获的损失,几乎无光致衰减。TOPCon组件首年衰减率约1%(PERC约2%),首年后年均衰减率约0.4%(PERC约0.45%)。相较于传统PERC组件,N型组
6、件功率质保可达30年,并保证30年后输出功率不低于原始输出功率的87.40%o3)低温度系数:根据晶科能源发布的产品白皮书,P型组件的温度系数为-0.35%C,N型TOPCon组件优化温度系数至-0.30%C,在高温环境下发电量尤为突出。1.2.市场端:TOPCOn溢价初显,下游厂商加速扩产溢价端:主要由BOS成本摊薄+低衰减带来的发电量的提升形成。据PVInfoIink报价(截至2022年10月),目前TOPCon(M10/G12)电池当前价格约在1.417.45元/W,较传统PERC(M10/G12)电池(1.33-1.34元/W)高出7分1毛2/W的溢价,较成本端的上升已初具性价比。1)
7、BOS成本摊薄带来的溢价约0.03元/W:BOS成本指除了光伏组件以外的系统成本,主要由逆变器、支架、电缆等机电设备与安装成本、建筑工程、项目建设等部分构成。TOPCon效率提升使得单位面积对应的瓦数提升,从而单瓦对应面积的BOS得到摊薄,支架、安装、直流电缆、发电场建筑工程、项目建设用地费等均有不同程度节约,BOS成本比PERC减少约0.03元2)低衰减率带来的发电量的提升形成的溢价:与PERC相比,TOPCon具有低衰减率的优势,TOPCon组件首年衰减率约1%(PERC约2%),首年后年均衰减率约0.4%(PERC约0.45%)o我们测算在假设TOPCon和PERC组件具有相同功率的背景
8、下,按照全生命周期25年发电,TOPCon组件全生命周期发电量较PERC提升6%以上。成本端:主要包括硅成本和非硅成本。目前TOPCon成本比PERC高约0.06元/W:主要来自银浆耗量及设备折旧。1)银耗:PERC电池单片银浆耗量70mg,而TOPCon电池单片银浆耗量约120mg,目前市场上银浆约5500元kg,TOPCon银浆成本高0.04元/W;2)设备投资带来的折旧:相较于PERC,TOPCon单GW投资额增加约5000-7000万元,按照6年折旧周期,对应成本增加0.01元/W。3)硅片成本已基本打平:以中环9月公布的182硅片报价(P型150um182硅片7.62元/片,N型13
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- 2022 年光 行业 TOPCon 专题报告